汽油机活塞的热力耦合应力分析.zip

毕业设计(论文)设计(论文)题目:汽油机活塞的热力耦合应力分析学生姓名:二级学院:班级:提交日期:目录摘要 IIAbstract III1绪论 22汽油机活塞有限元模型的建立 63汽油机活塞的有限元分析 114汽油机活塞热力耦合的结果分析 135汽油机活塞的优化 166结论 18参考文献 19致谢 20汽油机活塞的热力耦合应力分析摘要本文首先对汽油机活塞有限元研究的意义、研究状况进行了介绍;并介绍了用于本文建模、分析的软件——creo和hypermesh,包括creo的大致功能模块和hypermesh的运行环境。然后简要介绍了对汽油机活塞建模和分析的过程,其中对活塞的运行边界条件做了具体说明,比如活塞各部分的温度和换热系数、还有活塞在工作情况下的机械载荷。接着就hypermesh分析的结果对活塞的应力情况做详细分析。最后根据情况对活塞的结构进行了优化。关键词:汽油机活塞;有限元;边界条件;应力分析;优化ThestressanalysisofpetrolenginepistononthermalandmechanicalcouplingAbstractInthisarticle,Ifirstlyintroducedthemeaningsandstatusabouttheresearchofthepistonfiniteelement,andalsocreoandhypermeshwhichhasbeenusedduringtheprocessofmodelestablishingandanalyzing,includingthegeneralfunctionmoduleofcreoandhypermesh''spiston,whichcontainsdetaileddescriptionsofpiston'sboundaryrunningconditions,suchasthetemperatureandthecoefficientofheattransferineachpart,'ordingtotheresultofhypermesh':Petrolenginepiston;Thefiniteelement;Theboundaryconditions;Stressanalysis;,就是把空燃混合气燃烧所产生的化学能转化成供曲轴转动的机械能。在这个过程中,气体压力推动活塞、连杆、曲轴运作,实现整个循环工作。现代工业发展的这一两百年中,发动机一直在改进,虽从外观上来说并无多大变化,但整体的性能一直在不断提高。近年来为适应环保这一全球性主题,发动机也在被持续改进中,其在减少有害排放物和减轻震动与噪声方面取得了一定进步。转速和功率的提高是发动机发展的一个总趋势,但是这个趋势就会使缸内的燃气爆发压力和温度都有所上升。如果压力增加,活塞组的各个零件所承受机械负荷便会提高,同时这也容易产生敲缸现象并加大发动机的工作噪声。如果燃气温度升高,那么与燃烧室接触的发动机零件也会受到影响,从而导致受到的热负荷增加,于此关联的热应力和热变形也将变大。这时候零件材料的一些性能就会受到影响,比如强度等,最后的结果就是发动机的使用寿命会减少。活塞是发动机中最重要的零部件之一,它的主要作用是承受空燃混合气燃烧产生的气体的作用力,然后推动连杆、曲轴传输动力。活塞的顶部与气缸壁和气缸盖共同组成的燃烧室,所以,活塞的顶部就是直接接触高温燃气的地方,散热性又不好,导致其承受的热负荷极大。活塞的各部分又散热不同,使其温度分布不均衡,由此既产生了热应力又有了热变形。活塞的受力也比较复杂,如燃烧室里产生的气体压力、在缸内作高速往复时的惯性力、气缸壁给的侧向力及摩擦力等,这些